(57)【要約】【課題】  外形寸法をあまり大きくせず、かつ大がかりな補機を必要とせずに、短時間過負荷運転を行うことのできる静止誘導電気機器を提供する。【解決手段】  この静止誘導電気機器は、本体タンク２の外面に接して取り付けられていて水１２を貯める密閉式の水タンク１０と、この水タンク１０の上部付近に取り付けられていて、常時は閉じており水タンク１０内の圧力が所定値以上になると開放する放圧弁１６とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体タンク内に、静止誘導電気機器本体および絶縁油を収納して成る静止誘導電気機器において、前記本体タンクの外面に取り付けられていて、水を貯める密閉式の水タンクと、この水タンクの上部付近に取り付けられていて、常時は閉じており水タンク内の圧力が所定値以上になると開放する放圧弁とを備えることを特徴とする静止誘導電気機器。
【請求項２】
本体タンク内に、静止誘導電気機器本体および絶縁油を収納して成る静止誘導電気機器において、前記本体タンクの上面に取り付けられていて、水を貯める密閉式の水タンクと、この水タンクの上部付近に取り付けられていて、常時は閉じており水タンク内の圧力が所定値以上になると開放する放圧弁とを備えることを特徴とする静止誘導電気機器。
【請求項３】
本体タンク内に、静止誘導電気機器本体および絶縁油を収納して成る静止誘導電気機器において、前記本体タンクの側面に取り付けられていて、水を貯める密閉式の水タンクと、この水タンクの上部付近に取り付けられていて、常時は閉じており水タンク内の圧力が所定値以上になると開放する放圧弁とを備えることを特徴とする静止誘導電気機器。
【請求項４】
前記水タンク内の上部から下部にかけて、内部に水を貯める保水材を、当該水タンクの前記本体タンク側の面に接触させて取り付けている請求項３記載の静止誘導電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば変圧器、リアクトル等の静止誘導電気機器に関し、特に、短時間過負荷運転を行うことのできる静止誘導電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本体タンク内に、静止誘導電気機器本体（例えば変圧器本体またはリアクトル本体）および絶縁油を収納して成る静止誘導電気機器（例えば変圧器またはリアクトル）は公知である。
【０００３】
このような静止誘導電気機器であって、短時間過負荷運転を行うことができるものへのニーズがある。短時間過負荷運転とは、例えば、定格負荷の５〜２０倍程度の負荷を、３〜１０時間程度かけるという条件での運転をいう。より具体例を挙げれば、定格負荷の１０倍の負荷を５時間かけるという運転である。
【０００４】
上記のような短時間過負荷運転時に静止誘導電気機器（具体的にはその本体）の温度上昇を抑制することに利用することのできる従来の技術としては、次のものがある。
【０００５】
（１）短時間過負荷運転用に、放熱器を取り付ける。
【０００６】
（２）短時間過負荷運転時に、ファンによる強制冷却（強制空冷）を行う。
【０００７】
（３）特許文献１に記載されているように、短時間過負荷運転時に、散水器から本体タンクに水を散水して、本体タンク表面に付着した水による本体タンク表面からの蒸発潜熱を利用して冷却を行う。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１２０９１６号公報（段落００１１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記（１）に示した技術においては、常時は必要でないにも拘わらず、極めて大型の放熱器が必要になると共に、外形寸法が非常に大きくなるという課題がある。
【００１０】
上記（２）に示した技術においては、ファンおよびそれ用の制御器等の大がかりな補機ならびに電源が必要になるという課題がある。
【００１１】
上記（３）に示した技術においては、散水器およびそれ用の給水配管等の大がかりな補機が必要になるという課題がある。更に、本体タンク表面からの水の蒸発潜熱では、ある程度の放熱は可能であるけれども大量の放熱は困難であるので、上記のような短時間過負荷運転に対しては、冷却が追いつかず、内部の静止誘導電気機器本体の温度上昇が過大になって当該本体が損傷を受けるので、上記のような短時間過負荷運転に対応することができないという課題がある。
【００１２】
そこでこの発明は、外形寸法をあまり大きくせず、かつ大がかりな補機を必要とせずに、短時間過負荷運転を行うことのできる静止誘導電気機器を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る静止誘導電気機器は、本体タンクの外面に取り付けられていて、水を貯める密閉式の水タンクと、この水タンクの上部付近に取り付けられていて、常時は閉じており水タンク内の圧力が所定値以上になると開放する放圧弁とを備えることを特徴としている。
【００１４】
この静止誘導電気機器によれば、短時間過負荷運転時に本体タンクの温度が上昇すると、本体タンクの熱が水タンクに伝わって水タンクおよびその内部に貯めた水の温度も上昇し、水タンク内に貯めた水の温度が約１００℃になると、この水が沸騰しながら蒸発し、この水の沸騰および蒸発による放熱によって、本体タンクひいてはその内部の絶縁油および静止誘導電気機器本体を冷却することができる。
【００１５】
この場合、水タンク内に貯めた水の温度は必ず約１００℃に抑えられるので、それに応じた温度に、本体タンク、その内部の絶縁油および静止誘導電気機器本体の温度は抑えられる。従って、短時間過負荷運転に耐えることができる。しかも、水タンクを取り付けるだけなので、外形寸法をあまり大きくせずに済み、かつ大がかりな補機を必要としない。  
【００１６】
また、水タンクに取り付けた放圧弁は、常時は閉じているので、水タンクが密閉式であることと協働して、水タンク内に貯めた水の自然蒸発による減少を防ぐことができる。その結果、水タンク内に一旦水を貯めた後は、いつでも短時間過負荷運転に対応することができる。短時間過負荷運転時には、上記放圧弁は開放して、水タンク内の圧力が過大に上昇するのを防止することができる。
【００１７】
なお、上記水タンクは、本体タンクの上面に取り付けても良いし、本体タンクの側面に取り付けても良い。側面に取り付ける場合は、水タンクの内部に保水材を取り付けておいても良い。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１ないし４に記載の発明によれば、静止誘導電気機器の外形寸法をあまり大きくせず、かつ大がかりな補機を必要とせずに、いつでも短時間過負荷運転に対応することができる。また、冷却手段用の電源も不要である。
【００１９】
更に、請求項２に記載の発明によれば、水タンクを本体タンクの上面に取り付けているので、水タンクの一定の容積を確保するのに水タンクの平面積を大きく取ることができ、短時間過負荷運転時の水位低下を小さく抑えることができる。しかも水位が低下しても、水は水タンクの底面の全面に接しているので、冷却性能は殆ど変化しない。このような更なる効果を奏する。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、水タンクを本体タンクの側面に取り付けているので、本体タンクの上面上のスペースがあき、そのスペースの有効活用を図ることができる、という更なる効果を奏する。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、本体タンクの側面に取り付けた水タンクの内部に保水材を取り付けているので、短時間過負荷運転時に水タンク内の水位が低下しても、保水材内の水が蒸発することによって冷却性能を発揮することができるので、水位低下による冷却性能を低下を抑制することができる、という更なる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、この発明に係る静止誘導電気機器の一実施形態を示す概略図であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。
【００２３】
この静止誘導電気機器は、本体タンク２内に、静止誘導電気機器本体４および絶縁油６を収納して成る。
【００２４】
静止誘導電気機器本体４は、例えば、この静止誘導電気機器が変圧器の場合は変圧器本体、リアクトルの場合はリアクトル本体である。
【００２５】
この実施形態では、絶縁油６は本体タンク２内に充満させており、この絶縁油６の膨張・収縮を吸収する油量調整装置（これはコンサベータとも呼ばれる）を備えているけれども、その図示を省略している。図２に示す実施形態の場合も同様である。
【００２６】
本体タンク２の外面の例である上面２ａに、水１２を貯める密閉式の水タンク１０を接して取り付けている。即ち、本体タンク２の上面２ａに、水タンク１０を直接接触させて取り付けている。但し、このようにする代わりに、本体タンク２の外面と水タンク１０との間に、必要に応じて、例えば鉄板、ステンレス鋼板等の伝熱体を介在させて取り付けても良い。要は、水タンク１０を本体タンク２に熱的に（好ましくは小さい熱抵抗で）結合させて、本体タンク２の熱を水タンク１０に効率良く伝えることができれば良い。図２、図３に示す実施形態の場合も同様である。
【００２７】
水タンク１０をこの実施形態のように本体タンク２の上面２ａに取り付ける場合は、絶縁油６は前記のように本体タンク２内に充満させておくのが好ましい。そのようにすると、静止誘導電気機器本体４と上面２ａひいては水タンク１０との間の絶縁油６を介しての熱伝導が良くなるからである。図２、図３に示す実施形態の場合は、水タンク１０は本体タンク２の側面２ｂに取り付けているので、絶縁油６は必ずしも充満させる必要はない。  
【００２８】
水タンク１０は、給水口を有しているけれどもそこには蓋が設けてあり（いずれも図示省略）、密閉式にしている。密閉式にしているのは、一旦貯めた水１２が自然蒸発によって減少するのを防止することができるためである。図２、図３に示す実施形態の場合も同様である。
【００２９】
水タンク１０の上部付近には、より具体的にはこの例では水タンク１０の上面には、常時は閉じており、水タンク１０内の圧力が所定値以上になると開放して水蒸気を外部へ放出する放圧弁１６を取り付けている。この放圧弁１６は、避圧弁、避圧装置等とも呼ばれる。
【００３０】
水タンク１０内の上部には幾らかの空間１４を設けて、即ち上部に幾らかの空間１４が残るように水１２を貯めて、放圧弁１６の機構が水１２に没しないようにするのが、放圧弁１６の動作上等の観点から好ましい。そのためには、放圧弁１６は水タンク１０の上部付近に設けるのが好ましく、水タンク１０の上面に設けるのがより好ましい。
【００３１】
前述したようなこの静止誘導電気機器によれば、短時間過負荷運転時に、静止誘導電気機器本体４および絶縁油６の温度が上昇し、本体タンク２の温度が上昇すると、本体タンク２の熱が水タンク１０に伝わって水タンク１０およびその内部に貯めた水１２の温度も上昇し、水タンク１０内に貯めた水１２の温度が約１００℃になると、この水１２が沸騰しながら蒸発し、この水１２の沸騰および蒸発による放熱によって、本体タンク２ひいてはその内部の絶縁油６および静止誘導電気機器本体４を冷却することができる。
【００３２】
この場合、水タンク１０内に貯めた水１２の温度は必ず約１００℃に抑えられるので、それに応じた温度に、本体タンク２、その内部の絶縁油６および静止誘導電気機器本体４の温度は抑えられる。従って、短時間過負荷運転に耐えることができる。しかも、水タンク１０を取り付けるだけなので、外形寸法をあまり大きくせずに済み、かつ大がかりな補機を必要としない。また、冷却手段用の電源も不要である。
【００３３】
例えば、定格容量が１００ｋＶＡの変圧器で前述した１０倍−５時間という短時間過負荷運転の場合、静止誘導電気機器本体４の温度は２５０℃程度に、絶縁油６の温度は２００℃程度に抑えることができる。静止誘導電気機器本体４および絶縁油６をこの程度の温度に耐えるようにすることは、公知の技術によって容易である。例えば、シリコーンオイルは耐熱温度が３００℃程度あるので、それを絶縁油６に用いれば良い。また、静止誘導電気機器本体４に用いる絶縁物を上記温度に耐える材質にすれば良い。
【００３４】
前記（３）に示した散水器を用いる従来技術の場合は、上記と同様の条件を仮定すると、本体タンクの温度は、１００℃を遙かに超える。例えば、数百℃程度にはなる。本体タンクがこのような高温になると、その内部の静止誘導電気機器本体および絶縁油の温度はそれよりももっと高温になるので、そのような高温に耐えることはできない。
【００３５】
なお、静止誘導電気機器本体４および絶縁油６を上記のような温度に耐えるものにすると、定常（通常）運転時には放熱器は設けなくても良くなるので、この実施形態では放熱器は設けていないが、必要に応じて設けても良い。図２、図３に示す実施形態の場合も同様である。
【００３６】
水タンク１０の容量は、即ち水タンク１０内に貯める水１２の量は、短時間過負荷運転の条件に応じて決めれば良い。即ち、当該運転条件が過酷なほど、水タンク１０内に貯める水１２の量を増やせば良い。具体的には、所定倍の過負荷で所定時間運転しても、水１２が全部沸騰して空にならない容量にすれば良い。
【００３７】
この静止誘導電気機器は、単に本体タンク２に水タンク１０を取り付けたのではなく、水タンク１０を密閉式にし、かつ水タンク１０に放圧弁１６を取り付けている。放圧弁１６は、常時は閉じているので、水タンク１０が密閉式であることと協働して、水タンク１０内に貯めた水１２の自然蒸発による減少を防ぐことができる。その結果、水タンク１０内に一旦水１２を貯めた後は、いつでも短時間過負荷運転に対応することができる。短時間過負荷運転時には、放圧弁１６は開放して、水タンク１０内の圧力が過大に上昇するのを防止することができる。
【００３８】
短時間過負荷運転後は、水タンク１０内の水１２は減少するので、そのときは前述した給水口から水１２を補給すれば良い。ただし、短時間過負荷運転は、通常は緊急時にのみ行われるものであって、頻繁に行われるものではないので、このような水１２の補給方式でも支障はない。従って、この静止誘導電気機器は、非常に簡素な構成で済む。
【００３９】
この実施形態のように水タンク１０を本体タンク２の上面２ａに取り付けると、水タンク１０の一定の容積を確保するのに水タンク１０の平面積を大きく取ることができるので、短時間過負荷運転時の水１２の水位低下を小さく抑えることができる。しかも水位が低下しても、水１２は水タンク１０の底面の全面に接しているので、冷却性能は殆ど変化しない。この観点からは、水タンク１０はこの実施形態のように本体タンク２の上面２ａに取り付けるのが好ましい。
【００４０】
水タンク１０を本体タンク２の上面２ａに取り付けたので、静止誘導電気機器本体４への入出力用のブッシング８は、この実施形態では本体タンク２の側面２ｂに取り付けている。
【００４１】
次に、図２に示す実施形態を、図１の実施形態との相違点を主体に説明すると、図２の実施形態では、上記のような放圧弁１６を取り付けた水タンク１０を、本体タンク２の外面の例である左右の側面２ｂに一つずつ取り付けている。水１２は、各水タンク１０内のできるだけ高い位置まで入れておくのが好ましい。
【００４２】
この実施形態では、本体タンク２の上面２ａ上のスペースが空くので、そのスペースの有効活用を図ることができる。この観点からは、水タンク１０はこの実施形態のように本体タンク２の側面２ｂに取り付けるのが好ましい。この実施形態では、上面２ａに前記ブッシング８および前記油量調整装置（図示省略）を配置している。
【００４３】
次に、図３に示す実施形態を、図２の実施形態との相違点を主体に説明すると、図３の実施形態では、本体タンク２の側面に取り付けたそれぞれの水タンク１０内の上部から下部にかけて、内部に水１２を貯める保水材１８を、水タンク１０の本体タンク２側の面（側面）に接触させて取り付けている。この実施形態の場合も、水１２は、各水タンク１０内のできるだけ高い位置まで入れておくのが好ましい。
【００４４】
保水材１８は、例えば、毛細管現象が高い吸水性繊維等から成る。このような保水材１８は、例えば、それ自身の体積の５０〜８０倍程度の水を貯めることができる。保水材１８は、吸水材と呼ぶこともできる。
【００４５】
保水材１８を取り付けておく範囲は、水タンク１０内の上端から下端までが好ましい。また、保水材１８は、水タンク１０の本体タンク２側の面以外の面にも取り付けておいても良い。
【００４６】
この図３の実施形態では、短時間過負荷運転時に、蒸発によって水タンク１０内の水１２のレベル（水位）が低下しても、保水材１８内の水が蒸発することによって冷却性能を発揮することができる。即ち、水位が低下しても、毛細管現象によって水１２のある所から保水材１８には次々に水１２が供給されるので、保水材１８は水を蒸発させ続けることができ、それによって本体タンク２ひいては静止誘導電気機器本体４に対する冷却性能を発揮し続けることができる。従って、水位低下による冷却性能の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、保水材１８は通常は保水性が高く、多量の水を貯めておくことができるので、水タンク１０を小型化することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明に係る静止誘導電気機器の一実施形態を示す概略図であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。
【図２】この発明に係る静止誘導電気機器の他の実施形態を示す概略図であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。
【図３】この発明に係る静止誘導電気機器の更に他の実施形態を示す概略図であり、Ａは平面図、Ｂは正面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２  本体タンク
４  静止誘導電気機器本体
６  絶縁油
１０  水タンク
１２  水
１６  放圧弁
１８  保水材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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